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工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨

      隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信勾扭、交換技術(shù)的發(fā)展纽绍,為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ),從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的主要障礙上鞠,為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能际邻。為此,國(guó)際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-time EtherNet RTE)標(biāo)準(zhǔn)芍阎,旨在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用世曾。針對(duì)這種形勢(shì),以浙江大學(xué)冈瞪、浙大中控踏旷、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、清華大學(xué)找仙、大連理工大學(xué)糜谒、重慶郵電學(xué)院等單位,在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下亲敷,開(kāi)展了EPA(EtherNet for Plant Automation)技術(shù)的研究狸岁,重點(diǎn)是研究以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù),通過(guò)研究和攻關(guān)卒割,取得了以下成果:

(1)以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破泛滔。
  針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)信息短堂憔、周期性較強(qiáng)等特點(diǎn)和要求寡花,經(jīng)過(guò)認(rèn)真細(xì)致的調(diào)研和分析,采用以下技術(shù)基本解決了以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù):
 “铝浴① 實(shí)時(shí)通信技術(shù)
  其中采用以太網(wǎng)交換技術(shù)昼钻、全雙工通信、流量控制等技術(shù)封寞,以及確定性數(shù)據(jù)通信調(diào)度控制策略然评、簡(jiǎn)化通信棧軟件層次、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)微網(wǎng)段化等針對(duì)工業(yè)過(guò)程控制的通信實(shí)時(shí)性措施狈究,解決了以太網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)性碗淌。
  ② 總線(xiàn)供電技術(shù)
  采用直流電源耦合谦炒、電源冗余管理等技術(shù)贯莺,設(shè)計(jì)了能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)供電或總線(xiàn)供電的以太網(wǎng)集線(xiàn)器,解決了以太網(wǎng)總線(xiàn)的供電問(wèn)題宁改。
 ÷铺健③ 遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)
  采用網(wǎng)絡(luò)分層魂莫、控制區(qū)域微網(wǎng)段化、網(wǎng)絡(luò)超小時(shí)滯中繼以及光纖等技術(shù)解決以太網(wǎng)的遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題爹耗。
 “铱肌④ 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
  采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化,各控制區(qū)域通過(guò)具有網(wǎng)絡(luò)隔離和安全過(guò)濾的現(xiàn)場(chǎng)控制器與系統(tǒng)主干相連劣秦,實(shí)現(xiàn)各控制區(qū)域與其他區(qū)域之間的邏輯上的網(wǎng)絡(luò)隔離王菲。
  ⑤ 可靠性技術(shù)
  采用分散結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)蔼邓、EMC設(shè)計(jì)羽矮、冗余、自診斷等可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)等侨懈,提高基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性痪蚤,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室EMC測(cè)試,設(shè)備可靠性符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制要求凄系。

(2)起草了EPA國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)穴肄。
  以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信為目標(biāo),以工業(yè)控制工程師(包括開(kāi)發(fā)和應(yīng)用)為使用對(duì)象量票,基于以太網(wǎng)人度、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、藍(lán)牙技術(shù)+TCP/IP協(xié)議来讯,起草了“用于工業(yè)測(cè)量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)”(草案)拉氧,并通過(guò)了由TC124組織的技術(shù)評(píng)審。

(3)開(kāi)發(fā)基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制設(shè)備及相關(guān)軟件原型樣機(jī)舱污,并在化工生產(chǎn)裝置上成功應(yīng)用呀舔。針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用的特點(diǎn)弥虐,通過(guò)采用軟扩灯、硬件抗干擾、EMC設(shè)計(jì)措施霜瘪,開(kāi)發(fā)出了基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備珠插,主要包括:基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信模塊、變送器颖对、執(zhí)行機(jī)構(gòu)捻撑、數(shù)據(jù)采集器、軟PLC等成果等缤底。


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